Infrapunainen tupa ja perunamaa

paprika

Paprikantaimi heijastaa voimakkaasti lähi-infrapunan (850 nm) aallonpituutta. Kuva: Mika Toivonen

Ihmissilmä kykenee havaitsemaan sähkömagneettisesta säteilyspektristä varsin kapean alueen. Näkyvä valo kattaa silmän yksilöllisestä herkkyydestä riippuen noin 380 .. 750 nanometrin väliset aallonpituudet. Spektrin punaisella laidalla, aallonpituuden edelleen kasvaessa saavumme infrapunaksi kutsutulle alueelle.

Infrapunan aallonpituudet voidaan luokitella karkeasti kahteen eri päätyyppiin: lähi- ja termiseen infrapunaan. Jaottelu on todellisuudessa yksityiskohtaisempi, mutta käytännössä on hyvä erottaa ainakin näkyvän valon kaltaisesti heijastuva lähi-infrapuna sekä kohteen itsensä passiivisesti säteilemä terminen infrapuna.

Wienin siirtymälakina tunnetun fysiikan lain mukaisesti säteilyspektrin huippu on kääntäen verrannollinen (mustan) kappaleen lämpötilaan. Kylmätkin kappaleet, mutta aina lämpöliikettä omaavina ne säteilevät kyseiselle lämpötilalle ominaisella aallonpituudella.

Auringon pintalämpötilaksi on arvioitu 5780 Kelviniä (+6053 astetta Celciusta), mikä vastaa 500 nanometrin säteilyspektrin huippua. Ihmiskehon säteilemä termisen infrapunasäteilyn aallonpituus on noin 12 mikrometriä. Tämän alueen aallonpituuksille herkkiä lämpökameroita hyödynnetään monin tavoin esimerkiksi meren- ja maanpinnan pintalämpötilojen selvittämiseen. Kameroita käytetään myös kadonneiden henkilöiden jäljittämisessä maastosta sekä
rakennustekniikassa asuntojen lämpövuotojen selvittämiseksi.

Juotoskolvi

Kuuman juotoskolvin "valossa" voi jopa lukea. Yllä näkyvän valon alueella kuvattu kuuma juotoskolvi (+380 Celcius-astetta) sekä sama kuvattuna infrapunalle herkällä CCD-kamerakennolla. Kuva: Mika Toivonen

Auringosta maan ilmakehään saapuvasta säteilystä yli puolet sijaitsee infrapunan aallonpituuksilla. Kaukokartoituksessa lähi-infrapunan tiettyjä kapeita kaistoja hyödynnetään esimerkiksi eri kasvillisuustyyppien luokitteluun. Kasvit heijastavat voimakkaasti juuri lähi-infrapunan aallonpituuksia.

Analyyttisessä kemiassa emissio- ja absorptiospektrien voidaan ajatella toimivan tunnistettavan aineen sormenjälkinä. Vastaavaa menetelmää hyödynnetään myös tähtitieteessä taivaankappaleiden koostumuksen selvittämiseen.

Käytöstä poistettu digitaalikamera voi joskus saada paremman elämän, jos kameran CCD-kennon edestä poistaa infrapunasäteilyltä suojaavan suotimen. Kameran kenno on mallista riippuen herkkä myös infrapunan aallonpituuksille.

Varsinaista lämpökameraa ei digitaalikamerasta valitettavasti pysty rakentamaan, mutta riittävän kuumat kappaleet on mahdollista valokuvata.

Mielenkiintoisia valokuvaushetkiä kaikille! Omalla vastuulla sitten, jos rikotte kameranne…

Tämä kirjoitus kuuluu kategoriaan Sää ja luonto. Tagit: , , , . Pysyvä linkki.

4 vastausta kirjoitukseen

  1. Toinenkin Timo sanoo:

    Yksi infrapunaan liittyvä hyvä kikka on, että kaukosäätimen patterin voi tarkistaa katsomalla sitä vaikkapa kännykkäkameran läpi, kun samalla painaa kaukon nappia.

    Kertokaa lastenlapsillenne tämä sitten joskus sieltä keinutuolista.

    • Mika Toivonen sanoo:

      Tämä on aivan totta. Vastaavalla tavalla voi tutkia infrapunan heijastumista vaaleista seinäpinnoista. Välttämättä kaukosäädintä ei tarvitse osoittaa suoraan kohti telkkaria. Toinen klassikko on tutkia kolajuomien läpinäkyvyyttä IR-alueella.

      Haittana kamerakännykässä (ja digitaalikameroissa) on kuitenkin infrapunasuodin. Sen poistamiseksi ohjeita esimerkiksi täältä:
      http://www.geektechnique.org/projectlab/254/how-to-turn-a-digital-camera-into-an-ir-camera.html
      (edelleen omalla vastuulla)

  2. Allu sanoo:

    Mukavaa, kun on forecaan tehty tommoinen siitepölyennustekartta, kosa itselläkin on siitepölyallergioita.
    Kiitos uudistuksesta foreca! :)

  3. Antti sanoo:

    Kiitos mukavasta blogista koko Sään Takaa -blogitiimille.

    Jostain syystä pompahti mieleen muutama päivä sitten koulufysiikan tiedonjyvänen aiheesta lämmön siirtyminen. Lämpöhän voi siirtyä kolmella tavalla, säteilemällä, siirtymällä ja kuljettumalla – vai mitkä ne termit nyt olivatkaan.

    Tuosta tuli heti mieleen, että sääilmiöiden synnyssä, ymmärtämisessä ja ennustamisessa tarvinnee ymmärtää nämäkin. Tässäpä siis toivomusaiheeni blogientryksi:)

Forecan blogissa on käytössä kommenttien esimoderointi eli blogin ylläpitäjän on hyväksyttävä kommentti ennen kuin se näkyy blogissa. Kommentteja käydään läpi toimistotyöajan puitteissa.

Blogin keskusteluun voi osallistua asiallisilla, aiheeseen liittyvillä ja toisia kunnioittavilla kommenteilla. Viestejä voidaan jättää julkaisematta ylläpidon harkinnan mukaan, esimerkiksi jos viesti on loukkaava, ei liity blogin aiheeseen, sisältää selkeää tahallista provosointia tai on muutoin asiaton.